单片机实验步骤汇编及C.docx

单片机实验步骤汇编及C.docx

《单片机实验步骤汇编及C.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机实验步骤汇编及C.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

单片机实验步骤汇编及C

第一部分ProteusISIS集成环境

一、启动

双击桌面上的ISIS6Professional图标或者单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→“Proteus6Professional”→“ISIS6Professional”，便可进入ProteusISIS集成环境。

二、工作界面

ProteusISIS的工作界面是一种标准的Windows界面。

包括：

标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口（元件列表窗口）、图形编辑窗口。

如图1所示。

图1－1工作界面

1.图形编辑窗口

该窗口是用来绘制电路原理图的。

这个窗口是没有滚动条的，你可用预览窗口来改变原理图的可视范围。

正确的操作是：

中键或F6、F7缩放原理图；左键放置元件；右键选择元件；双击右键删除元件；先右键后左键编辑元件属性；先右键后左键拖动元件；连线用左键，删除用右键。

2.预览窗口

预览窗口可显示整张原理图的缩略图。

另外当你在元件列表中选中一个元件时，预览窗口会显示该元件的预览图。

如图2所示。

图2图形编辑窗口与预览窗口

3.绘图工具栏

绘图工具栏分为主要模型、配件及2D图形三部分。

（1）主要模型（MainModes）如图3所示

主要模型有以下工具：

*选择元件（components）（默认选择的）

*放置连接点（Junctiondot）

*标签（Wirelable）（用总线时用到）

*文本（Textscript）

*用于绘制总线（Bus）

*用于放置子电路（Sub-cricuit）

*用于即时编辑元件（Instanteditmode）

（左击任意元器件即可编辑该元器件的属性）

（2）配件（Gadgets）如图4所示

*终端接口（terminals），有VCC、地、输出、输入等接口

*器件引脚

*仿真图表（graph）

*录音机

*信号发生器（generators）

*电压探针

*电流探针

*虚拟仪表，有示波器等

4．对象选择器窗口（元件列表窗口）

用于挑选元件（components）、终端接口（terminals）、信号发生器（generators）等。

在某些状态下（如当选择“components”），对象选择器有一个“P”按钮（即Pick切换按钮），单击该按钮会弹出库元件选择对话框。

通过该对话框可选择元件并置入元件列表窗口，以后在绘图时要用该元件时，只需在元件列表中选择即可。

例：

要将AT89C51放置到元件列表窗口。

（1）单击“P”按钮，出现元件选择对话框。

（2）在对话框的KEYWORDS文本框中输入89C51，选择AT89C51,单击OK，关闭对话框，这时元件列表中列出AT89C51。

如图8所示。

5．对象方位控制按钮

许多类型的对象可以调整其方向，可旋转0，90，270，360，也可做x轴或y轴镜象。

如图9所示。

旋转：

旋转角度只能是90的整数倍。

翻转：

完成水平翻转和垂直翻转。

可对原理图或预览窗口中的对象进行旋转或翻转。

方法是先选择元件，再左击相应的旋转图标。

6．仿真进程控制按钮如图10所示。

*运行

*单步运行

*暂停

*停止

三、文件操作

1．ISIS的文件类型

主要使用的是扩展名为.DSN的文件（称为设计文件，DesignFiles），该文件包含一个电路的所有信息。

2．常用文件命令（File主菜单）

（1）开始一个新的设计（NewDesign）

命令将清除所有原有的设计数据，选择图幅（A0－A4）后开始新的设计，新设计的缺省名字为UNTITLED.DSN。

若设计文件要改变当前页的大小，可用System菜单的SetSheetSizes命令即可。

（2）保存设计（SaveDesign或SaveDesignAs）

（3）装入设计（LoadingDesign）

（4）退出ISIS（Exit）

四、基本的编辑操作

1．对象放置的步骤：

（1）选择对象

∙对一般对象（如：

线、文本等）：

在绘图工具栏中选择相应的图标即可；

∙对元件：

先将元件从库中调到元件列表窗口，再在元件列表窗口中选择要的元件。

（2）若对象是有方向的，可以通过点击旋转和镜象图标来调整对象的朝向。

（3）最后将鼠标指向编辑窗口并点击鼠标左键放置对象。

2．选中对象

∙要选中一个对象，用鼠标指向对象并点击右键即可选中该对象。

∙要选中一组对象，可以通过依次右击每个对象的方式，也可通过右键拖出一个选择框的方式，但只有完全位于选择框内的对象才可以被选中。

∙选中对象时，该对象上的所有连线同时被选中，并以高亮显示。

对象被选中后就可以对对象进行编辑、删除、拖动等操作。

∙在空白处点击鼠标右键可以取消所有对象的选择。

3．编辑对象

许多对象具有图形或文本属性，这些属性可以通过一个对话框进行编辑。

编辑单个对象的步骤：

先选中对象，再用鼠标左键点击对象。

4．删除对象

∙要删除一个对象，用鼠标指向选中的对象并点击右键可以删除该对象，同时该对象的所有连线也一起被删除。

∙要删除一组对象，选中需要删除的对象，按键盘的Delete键。

5．拖动对象

用鼠标指向选中的对象并用左键拖曳可以拖动该对象。

该方式不仅对整个对象有效，而且对对象中单独的labels也有效。

6．调整对象大小

图表、线、框和圆及子电路是可以调整大小的。

当你选中这些对象时，对象周围会出现黑色小方块叫做“手柄”，通过拖动这些“手柄”即可调整对象的大小。

7．电路图的缩放

电路图可进行缩放，缩放的方法主要有两种：

一种是利用F6键、F7键和F8键，按F6键可以放大电路图（连续按会不断放大直到最大），按F7键可以缩小电路图（类似的连续按会不断缩小直到最小），按F8键可以把一整张图缩放到完全显出来。

另一种缩放电路图的方法是滚动鼠标中间的滑轮。

8．拷贝所选中的对象

拷贝一整块电路的步骤：

先选中需要的对象，然后利用复制和粘贴工具即可。

当一组元件被拷贝后，他们的标注自动重置为随机态，用来为下一步的自动标注做准备，防止出现重复的元件标注。

9．移动所选中的对象

移动一整块电路的步骤：

先选中需要的对象，然后利用剪切和粘贴工具即可。

10．拖动对象标签

许多类型的对象有一个或多个属性标签附着。

例如，每个元件有一个“reference”标签和一个“value”标签。

可以很容易地移动这些标签使你的电路图看起来更美观。

移动标签的步骤为：

先选中对象，再用鼠标指向标签并用左键拖曳该标签。

11．画线

没有画线的图标按钮。

在两个对象间连线：

（1）左击第一个对象连接点。

（2）如果你想让ISIS自动定出走线路径，只需左击另一个连接点。

另一方面，如果你想自己决定走线路径，只需在想要拐点处点击鼠标左键。

第二部分汇编程序在Proteus中的仿真

用户可以直接在ISIS环境中直接编辑、编译源代码，并且当源程序修改后很快就能看到对仿真结果的影响。

步骤如下：

进入ProteusISIS

1.绘制原理图

2.创建源文件

1）选择Source主菜单中的Add/RemoveSourcefiles命令，出现如图12所示对话框。

2）ISIS软件有自带编译器，有ASM的、PIC的、AVR的汇编器等，所以先选择编译器。

单击CodeGenerationTool下方的下三角按钮，将出现系统已定义的编译器，选择其中的ASEM51。

如图13所示。

图13编译器的选择

3）单击对话框中的NEW按钮，会弹出一个对话框，要求输入源文件名（.ASM），并选择保存路径，输入完毕后单击“打开”按钮，则新建好了一个ASM源文件。

3．编辑源文件

打开Source主菜单，选择上一步中新建的ASM源文件，如图15所示，即可打开源文件窗口，在源文件窗口中输入程序。

4．编译连接

选择Source主菜单中的BuildAll命令，对源文件进行编译连接，生成目标代码。

同时弹出BUILDLOG日志输出窗口，该窗口会显示程序是否有错。

若有错，需修改源程序后重新编译，直到没错为止。

如图16所示。

5．源代码调试

（1）添加目标代码文件

编辑原理图中8051单片机的属性，会打开一对话框，将前面编译连接后生成的目标代码文件（.HEX文件）加载到ProgramFile项中。

如图17所示。

（2）仿真调试

选择Debug主菜单项中的Start/RestartDebugging命令或按CTRL+F12进入调试模式。

这时系统会自动打开一个源代码窗口，你的汇编源程序及执行情况就显示在该窗口中。

点击仿真控制按钮中的运行按钮

，即可开始全速运行程序。

若要停止运行，点击仿真控制按钮中的停止按钮

即可。

6．调试工具

程序开始仿真调试后，ISIS软件提供了一些很有用的调试工具，下面简单加以介绍。

（1）Debug主菜单中的调试工具（如图18所示）

Execute（F12）：

全速运行；

StepOver（F10）：

单步运行；

StepInto（F11）：

跟踪运行，即可跳入子程序或函数执行；

SimulationLog：

显示和模拟调试有关的信息；

8051CPURegisters：

打开寄存器窗口，可观察8051各寄存器的值的变化；

8051CPUSFRMemory：

打开特殊功能寄存器（SFR）窗口；

8051CPUInternal（IDATA）Memory：

打开数据寄存器窗口，可观察8051内部RAM的值的变化；

WatchWindow：

可将常用的寄存器及程序中需要观察的寄存器添加到观察窗口。

可发现无论在单步调试状态还是在全速调试状态，WatchWindow的内容都会随着寄存器的变化而变化，这点是很有用的。

（2）断点的使用

断点对发现程序中存在的问题是非常有用的。

通常可在存在问题的子程序的起始点设置断点，然后开始运行程序。

当程序运行到断点处，会暂停，此后可对程序进行单步调试，观测各寄存器及存储单元的值。

当选择了Debug主菜单项中的Start/RestartDebugging命令或是进人单步调试状态，系统都会自动打开一个源代码窗口，在这个窗口中，我们可以设置断点。

方法有两种，一种是：

鼠标先点击要设置的断点处（某程序语句），此时该语句变为黑色，再点击鼠标右键，会出现一个下拉菜单，选择其中的Toggle（Set/Clear）Breakpoint菜单项，即在相应的语句处设置了断点，第二种：

鼠标先点击要设置的断点处，再按F9即可。

若要清除断点可用相同的方法，也可用Ctrl+F9清除所有断点。

第三部分Keilc51与Proteus的联调

Keil是一个51单片机开发软件平台。

Keil的μVision2中包含了一个高效的源程序编辑器、一个项目管理器和一个源程序调试器。

μVision2可以进行纯粹的软件仿真（仿真软件程序，不接硬件电路），也可利用硬件仿真器，搭接上单片机硬件系统，在仿真器中载入项目程序后进行实时仿真；还可使用μVision2的内嵌模块KeilMonitor-51在不需要额外硬件仿真器的条件下，搭接单片机硬件系统对项目进行实时仿真。

由于proteus不支持C51，可以在keil中调用proteus进行单片机的仿真。

步骤如下：

1．启动proteus，画出相应电路图，并在Debug主菜单中选中UseRemoteDebugMonitor选项。

2．启动keilμVision2，创建项目

具体步骤如下：

（1）新建一个源文件

新建一个源文件可通过单击工具栏中的

按钮或选择File主菜单项中的New菜单项即可打开一个新的文本窗口，在该窗口中可进行C源程序或汇编源程序等的编辑，编辑完毕后保存即可。

注意：

保存源文件时必须加上扩展名，如C源程序要存成.c，汇编源程序要存成.a*等。

（2）创建一个项目文件

源文件编辑好后，需要进行编译、连接，而keilC51软件不能对单一的源程序进行编译、连接，只能对项目文件进行编译、连接等操作。

keilμVision2集成环境提供了强大的项目管理功能，通过项目文件可以方便地进行应用程序的开发。

一个项目中可以包含各种文件，如源程序文件、头文件和说明文件等。

因此当源文件编辑好后，要为源文件建立项目文件，方法如下：

a.选择Project主菜单项中的NewProjec命令，此时会弹出一个对话框，要求输入项目文件名（不需要扩展名）并选择保存路径，输入完毕后单击“保存”按钮，就新建好了一个project文件（项目文件），如图20所示。

图20在keil中新建一个项目

b.项目文件名保存完毕后，系统会弹出一个对话框，要求对CPU进行设定，这里可选择Atmel公司的At89C51，如图21所示。

图21选择CPU

（3）将源程序文件添加到项目文件中

创建一个新项目后，需将源程序文件添加到项目文件中。

方法为：

将光标指向项目窗口中的SourceGroup1，并点击鼠标右键，会弹出一快捷菜单，选择其中的AddFilestoGroup‘SourceGroup1’选项，将刚才新建的源文件添加进去即可。

如图22所示。

图22项目窗口的快捷菜单

3．项目的设置

（1）选中项目工作区的Target1,再选择Project主菜单项中的OptionforTarget'Target1'命令，出现如图23所示的对话框，点中Output选项卡，勾上CreateHEXFi。

图23Option选项中的Output选项卡

（2）在上述对话框中选择DEBUG选项卡，在右上部的下拉菜选中ProteusVSMMonitor-51Driver，再进入seting进行设置。

如果是同一台机，IP设为127.0.0.1，若不是同一台机则填另一台的IP地址。

端口号一定为8000。

注意：

可以在一台机器上运行keil，另一台中运行proteus进行远程仿真。

如图24所示。

图24Option选项中的DEBUG选项卡

4．项目的编译、连接

选择Project主菜单项中的Buildtarget菜单项，系统将按OptionforTarget对话框内的各种选项设置对当前项目中所有源程序进行编译、连接，若编译、连接有错，则改错，直到正确为止。

5．项目的调试运行

选择Debug主菜单项中的Start/StopDebugSession命令，即进入仿真调试状态，同时在proteusISIS中查看直观的结果。

在此状态下的项目窗口自动转换到Regs标签页，显示调试过程中单片机内部工作寄存器R0～R7、累加器A、堆栈指针SP、数据指针DPTR、程序计数器PC以及程序状态字PSW等的值。

如图25所示。

图25keil仿真调试状态窗口

在仿真调试状态下，选择Debug主菜单项中的Go命令，即可启动程序全速运行。

若要终止程序运行，先选择Debug主菜单项中的StopRunning命令，再选择Debug主菜单项中的Start/StopDebugSession命令。

6．调试工具

keilμVision2还提供了多种调试工具可供使用，下面详细介绍。

（1）Debug菜单（如图26所示）

Start/StopDebugSession（Ctrl＋F5）：

进入/停止仿真调试；

Go（F5）：

全速运行；

Step（F11）：

跟踪运行，能进入到被调函数或子程序执行；

StepOver（F10）：

单步运行；

StepOutofcurrentFunction：

跳出当前函数；

RuntoCursorline：

运行到光标所在行；

StopRunning：

停止运行；

Inset/RemoveBreakpoint：

插入/删除断点。

可通过该菜单项在编辑窗口当前光标所在行上设置/去除一个断点（在该行双击也实现同样的功能）；

Enable/DisableBreakpoint：

激活/禁止当前光标所指向的一个断点；

DisableAllBreakpoints：

禁止所有已经设置的断点；

KillAllBreakpoints：

去除所有已经设置的断点。

断点对发现程序中存在的问题是非常有用的。

通常可在存在问题的子程序的起始点设置断点，然后开始运行程序。

当程序运行到断点处，会暂停，此后可对程序进行单步调试，观测各变量及寄存器存储单元的值。

（2）模拟仿真调试窗口

keil在对程序进行调试时提供了多个模拟仿真窗口，主要包括主调试窗口、存储器窗口（MemoryWindows）、反汇编窗口（DissamblyWindows）、观测窗口（Watch&CallStackWindows）等。

进入调试模式后，单击View菜单中的相应选项，就可以方便地打开/关闭相应的调试窗口，View菜单如图27所示所示。

a.存储器窗口（MemoryWindows）

单击View菜单中的MemoryWindows选项就可以打开存储器窗口。

该窗口用来显示程序调试过程中单片机系统的各类存储器中的值，在Address文本框内键入存储器地址（“字母：

数字”），即可显示对应存储空间的内容。

其中：

字母表示要查看的存储器的类型，可以是C、D、I、X等，“C”表示程序存储空间（即ROM空间）；“D”表示直接寻址的片内RAM空间；“I”表示间接寻址的片内RAM空间；“X”表示扩展的外部RAM空间。

数字表示要查看的地址值。

如：

键入D：

05H，可查看地址从05H开始的片内RAM单元中的内容；键

图27调试状态下的View菜单

入C：

0000H，可查看地址从0000H开始的ROM单元中的内容，即查看程序的二进制代码。

如图28所示。

存储器窗口的显示值可以是十进制、十六进制和字符型等多种形式。

若需改变显示的形式只需在存储器窗口单击鼠标右键，通过设置弹出的快捷菜单中相应的选项即可。

图28存储器窗口

b.观测窗口（Watch&CallStackWindows）

观测窗口也是调试程序时用到的一个重要窗口。

在Regs页面中仅可观察到工作寄存器和若干有限的寄存器，如：

A、SP、DPTR、PSW等（参见图25），若要观察其它SFR或某些变量的值时，就需要借助于观测窗口。

单击View菜单中的Watch&CallStackWindows选项就可以打开观测窗口。

观测窗口有四个标签页，分别是局部变量（Locals）、观测1（Watch#1）、观测2（Watch#2）及调用堆栈（CallStack）标签页。

Locals页可显示程序调试过程中当前局部变量的值。

在Locals页中单击鼠标右键可设置显示值按十进制或十六进制形式显示，如图29所示。

Watch页显示用户程序中已经设置了的观测点在调试中的当前值。

CallStack页显示程序执行过程中对子程序的调用情况。

图29观测窗口的局部变量Locals页

实验一P1口实验

一、实验题目

（1）P1口做输出口，接八只发光二极管，编程使发光管循环点亮；

（2）P1口做输入、输出口，P1.0～P1.3做输入口，接四个开关；P1.4～P1.7做输出口，接四只发光管。

编程读取开关的状态，将此状态在发光管上显示出来。

二、实验目的

1．学习P1口的使用方法；

2．学习延时子程序的编写和使用。

三、实验元件

AT89C51、LED-YELLOW、SW-SPDT等

注：

地用左侧绘图工具栏中Inter-sheetTerminal中的GROUND

实验二外中断实验

（含救护车的交通灯控制问题）

一、实验题目

以P1口作为输出口，控制六个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。

二、实验目的

1。

学习外部中断技术的基本使用方法；

2。

学习中断处理程序的编程方法。

三、实验说明

1．端口分配：

设东西和南北方向均有红、黄、绿三盏灯，用P1口的六位分别控制两方向的各三盏灯，如：

东西方向--P10绿灯，P11黄灯，P12红灯

南北方向--P13绿灯，P14黄灯，P15红灯

2．正常情况下的交通灯控制规则

（1）南北方向绿灯亮

东西方向红灯亮

保持6秒

（2）南北方向黄灯亮

东西方向红灯亮

保持3秒

（3）南北方向红灯亮

东西方向绿灯亮

保持6秒

（4）南北方向红灯亮

东西方向黄灯亮

保持3秒

（5）返回

（1）进行循环。

主程序的大体框架如下：

第1步：

输出

（1）状态/*movP1,#xxx……*/

延时6秒

第2步：

输出

（2）状态

延时3秒

第3步：

输出（3）状态

延时6秒

第4步：

输出（4）状态

延时3秒

第5步：

再执行第1步

3．增加有救护车通过的情况

在前面基础上，当有救护车通过时，两个方向均亮红灯，救护车通过后，恢复原来状态。

此时有救护车通过这一外部事件可作为外中断的中断源。

外部中断有两种触发方式：

（1）边沿触发

P32（INT0）接一单脉冲，以此作为中断申请，表示有救护车通过，且设通过时间为5秒，5秒过后返回原先状态。

（注意：

设置IT0或IT1）

中断子程序：

先保存两路口的原状态/*movxx,P1*/

后两路口红灯亮/*P1=……*/

延时5秒

再恢复两路口的原状态/*P1=xx*/

（2）电平触发

P32（INT0）接一手动开关，开关初始状态打在上面（高），路口处于正常状态。

当有救护车通过时，将开关拨到下面（低），则进入中断服务函数（使两个方向红灯亮，等开关再打在上面，则恢复P1口原状态。

）

voidint0_srv（void）interrupt0using2

{

先保存两路口的原状态

两路口红灯亮

while（!

INT0）；/*等待开关拨上*/

再恢复两路口的原状态

}

四、实验电路

AT89C51，TRAFFICLIGHTS，SW-SPDT，

实验三定时计数器实验

一、实验题目

从8031的P3.4引脚输入一外部脉冲。

编程对该外部脉冲个数进行计数，并将计数值按二进制数在P1口驱动发光二极管显示出来，计到15秒再从0开始计。

二、实验目的

1.学习8031内部定时/计数器的使用及编程方法；

2.进一步掌握中断处理程序的编写方法。

三、实验说明

8031内部有两个定时/计数器T0与T1。

本实验中T1做定时器，产生15秒定时，T0做计数器，对从P3.4引脚引入的外部脉冲进行计数。

对定时器来说，最大的定时时间与定时器的工作方式相关，所以要根据定时时间来确定定时器的工作方式。

对计数器而言，8031在每个机器周期采样一次从外部输入的波形，如有跳变，则计数值自动加1，因此单片机至少需两个机器周期才能检测到一次跳变。

这就要求输入脉冲的频率不能超过机器周期的频率，在设置外部单脉冲时，要注意其频率。

四、实验元件

外部脉冲PULSE的频率为1Hz，幅度为5V，占空比50％

脉冲输出端接P3.4（T0），P1.0～P1.7分别接LED-GREEN。

实验四串行通信实验

一、实验题目

利用虚拟终端，实现上位机与下位机的通信。

上位机发出指定字符，下位机收到后返回原